綠潮硬毛藻磷的吸收特性及藻體分解主要影響因素的研究.pdf

1、近些年來(lái)，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日益加劇，綠潮（大型海藻藻華）在世界范圍內(nèi)的近海海域頻繁暴發(fā)，這不僅給沿海漁業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還顯著影響著水體生態(tài)環(huán)境和磷的循環(huán)。本文以綠潮優(yōu)勢(shì)藻——線性硬毛藻（Chaetomorpha linum）為研究對(duì)象，研究了硬毛藻生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)水體中磷的吸收特性，分析了藻體對(duì)水體和沉積物中磷的富集能力；通過(guò)分析藻類(lèi)早期分解過(guò)程中生物量、分解速率及藻體磷釋放率的動(dòng)態(tài)變化，明確了不同環(huán)境因子對(duì)硬毛藻分解過(guò)程以及體內(nèi)磷

2、釋放的影響效應(yīng)，主要研究結(jié)果如下：
　　（1）吸收動(dòng)力學(xué)分析表明，硬毛藻對(duì)磷的吸收過(guò)程符合米氏方程，0~6 h內(nèi)的半飽和常數(shù)（Km）和最大吸收速率（Imax）分別為3.74μmol·L-1和1.43μmol·g-1·h-1，在富磷水平下表現(xiàn)出較高親和力。硬毛藻在水體可溶性磷（SRP）含量為6μmol·L-1處理中達(dá)到最大生物量，15μmol·L-1條件下藻體對(duì) SRP的吸收速率最大，而在30μmol·L-1處理中藻體的生長(zhǎng)速率及吸

3、磷速率均小于15μmol·L-1處理。結(jié)果表明，硬毛藻對(duì)水體中SRP具有較高富集能力，且在水體SRP含量為6μmol·L-1和15μmol·L-1時(shí)，硬毛藻能夠快速吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽，從而抑制水質(zhì)惡化。
　?。?）模擬生長(zhǎng)試驗(yàn)表明，當(dāng)水體磷含量較高時(shí)，硬毛藻生長(zhǎng)較快，相對(duì)生長(zhǎng)速率高達(dá)14.88％，之后隨著水體SRP濃度的下降，生長(zhǎng)速率逐漸降低。不同處理間硬毛藻的生物量相差很大，其中高磷(0.93 mg·L-1)處理顯著高于低磷(0

4、.08 mg·L-1)處理（P＜0.05）。隨著藻類(lèi)的生長(zhǎng)，水體總磷（TP）和SRP含量明顯降低，其中高磷處理的TP含量由0.93 mg·L-1降至0.01 mg·L-1。當(dāng)水體磷含量降至一定水平，沉積物中磷可向水體釋放，其中可還原態(tài)磷和鐵鋁結(jié)合態(tài)磷的降幅分別為23.98%和12.61%。在高磷含量處理組，藻體中磷的富集量顯著增加，且當(dāng)水體磷含量相同的條件下，有沉積物處理的富集量顯著高于無(wú)沉積物處理（P＜0.05）。相關(guān)分析表明，高磷含

5、量處理組的藻體生物量與水體TP、SRP呈高度負(fù)相關(guān)，而生長(zhǎng)速率與之呈顯著正相關(guān)。
　　（3）藻類(lèi)分解試驗(yàn)表明，高溫條件（20℃、25℃、30℃）對(duì)硬毛藻分解過(guò)程中生物量的變化影響顯著（P＜0.05），且生物量的降幅隨溫度的上升而增加。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，30℃處理中生物量由0.80 g降至0.21 g。曝氣條件在試驗(yàn)前期通過(guò)擾動(dòng)作用加速了藻體分解，而后期影響并不明顯。光照條件在試驗(yàn)前期（0~7 d）對(duì)藻體生物量的影響并不顯著（P＞0.05

6、），后期100%光照處理對(duì)藻體分解過(guò)程有所促進(jìn)。隨著營(yíng)養(yǎng)鹽水平的增加，硬毛藻生物量的降幅明顯變大。溫度、沉積物、營(yíng)養(yǎng)鹽水平及三者交互作用均對(duì)藻體生物量的變化影響顯著。
　?。?）硬毛藻的分解速率隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降，隨溫度上升逐漸升高。沉積物及其與溫度的交互作用對(duì)藻體分解速率的影響顯著（P＜0.05），試驗(yàn)至7 d時(shí)30℃含沉積物處理的分解速率高達(dá)12.69%·d-1。曝氣對(duì)分解速率的影響不顯著，但其與沉積物交互作用可明顯促進(jìn)藻體

7、分解。光照及其與沉積物的交互作用對(duì)硬毛藻分解速率影響不顯著。水體營(yíng)養(yǎng)鹽濃度過(guò)高或者過(guò)低均不宜藻體分解，當(dāng)TP處于1.0 mg·L-1時(shí)藻體分解最快，分解速率高達(dá)6.79%·d-1。在低、中濃度條件下，沉積物的存在會(huì)降低藻體的分解速率，而高濃度條件下則相反。溫度和沉積物的交互作用對(duì)分解速率的影響高于二者與營(yíng)養(yǎng)鹽水平的交互；溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽水平和沉積物三者協(xié)同作用可以促進(jìn)藻體分解。各環(huán)境因子對(duì)硬毛藻分解速率的影響效應(yīng)表現(xiàn)為：溫度＞沉積物＞溫度×

8、沉積物＞營(yíng)養(yǎng)鹽水平＞溫度×沉積物×營(yíng)養(yǎng)鹽水平＞溫度×營(yíng)養(yǎng)鹽水平＞沉積物×營(yíng)養(yǎng)鹽水平。
　?。?）本試驗(yàn)周期內(nèi)（14 d），藻類(lèi)分解過(guò)程中體內(nèi)磷的釋放速率隨時(shí)間逐漸下降。高溫、沉積物及二者交互均可顯著促進(jìn)藻體磷釋放（P＜0.05），最大釋放速率達(dá)8.12%·d-1。不同光照處理間磷釋放速率差異不大，光照及其與沉積物的交互作用對(duì)藻體磷釋放的影響不顯著（P＞0.05）。高水平營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)磷的釋放起到了抑制作用，而其與沉積物的交互可促進(jìn)藻體磷